Phiếu bài tập Thiết bị trao đổi nhiệt (LMTD) có đáp án

Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng, chất lỏng nóng nguội đi từ 170 xuống 115 °C trong khi chất lỏng lạnh nóng lên từ 10 đến 150 °C. Tìm hiệu nhiệt độ trung bình logarit ΔT_lm.

Dầu nóng (1,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 115 xuống 75 °C trong bộ trao đổi nhiệt ngược chiều. Nó đun nóng 0,5 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào ở 15 °C. Không có nhiệt thất thoát ra môi trường. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Trong một thiết bị ngưng tụ, hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 110 °C bên ngoài các ống. Nước làm mát (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) chảy trong các ống và nóng lên từ 10 lên 75 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng quát là 3000 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Một thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng truyền 190 kW. Chất lỏng nóng nguội đi từ 145 xuống 120 °C và chất lỏng lạnh nóng lên từ 20 đến 40 °C. Hệ số truyền nhiệt tổng thể là 500 W/(m²·K). Tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.

Hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi 140 °C bên ngoài các ống của một thiết bị ngưng tụ có diện tích truyền nhiệt 2,5 m² và U = 1000 W/(m²·K). Nước làm mát (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) vào các ống ở 10 °C. Tìm nhiệt độ nước ra T_c,out.

Dầu nóng (2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) nguội đi từ 135 xuống 60 °C trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng. Nó làm nóng 2 kg/s nước (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) đi vào ở 20 °C. Với U = 200 W/(m²·K), tìm diện tích truyền nhiệt A cần thiết.